在自然的流程中探索现场总线技术与精益制造对产线设计的影响

无论我们讨论何种生产，精益思想对于工厂而言是基石，精益即围绕“质量”、“成本”、“交付”三个核心议题展开。经过数十年的发展，精益制造已经成为全球优秀制造商共同执行的运行管理体系，因为必须确保稳定可靠的生产，然后才能谈到数字化转型、智能化升级，因此，我们必须让技术回归制造的本质，在这个基础上探讨产线设计。

应对个性化生产难题

智能制造正在成为产业聚焦热点话题，就目标而言，智能制造要解决“个性化需求”和“成本效率”不断提升的问题，归结起来，主要聚焦几个问题：

（1）通过软件定义智能让机器适应变化需求；

（2）通过分析全局数据优化生产效率。

无论对于“标准流水线”还是“大规模定制”，企业竞争力来自于质量、成本与交付能力，因此，对于产线投资者而言，稳定的高品质生产才能真正获得增值，从而长期获利。

第二个问题容易理解，但第一个问题会遇到瓶颈，因为机械刚性使得获得柔性的挑战增加。传统机械系统规划下实现了根据工艺建模适应变化能力，但需要执行机构胜任这样的变化，那么传统产线就成为了瓶颈。

评估产线投资效率关键指标OEE

OEE为大部分End User极为关注，并结合控制工艺分析如下方面：

（1）质量：包括开机/关机浪费，以及参数调校进入稳态过程中的不良品。

（2）性能：包括机械磨损带来的无法高速运行，以及电气干扰等暂停。

（3）可用性：对于小批量多品种，不增值换型降低可用性，而快速换型才能降低损失。

图1-OEE评估综合投资效率关键指标

个性化非易事

了解OEE后发现，“个性化”的实际挑战：

（1）开机损失：频繁换型导致固定价值浪费，由于订单变小分母变小不良品率提升。

（2）设置与调校：频繁更改模具调校时间减少设备增值加工时间。

传统机械产生柔性瓶颈

除了换型带来品质及可用性的损失，还存在以下问题：

图2-传统机械输送系统由链条或皮带传输

（1）机械磨损：齿轮等磨损引起精度不足减速维修暂停。

（2、3、4、5）：不能灵活调整，如分度盘因惯量难以高速平稳运转；不能实现个性调整；大量缓冲区设置复杂维护需经验丰富人员保证稳定运作。

综上原因，使得整个OEE较低水平，在个性化需求下这些问题更为突出。

柔性电驱技术应运生

新一代设计如ACOPOStrak采用长定子直线电机滑块装载加工对象在轨道上运行，可非接触式磁悬浮列车动子的间距速度加速度可以根据软件定义调整解决柔软制造中传统机械刚性的限制，使整个产线变得灵活。轨道多样形式构成非常灵活的组织，可以实现汇流分流，如电子食品饮料工业混合包装场景特别合适。此外有专用的维修站更换夹具站视觉检测方式处理不良品或者更换工装夹具时工作站使用方便快捷。而且具有热插拔数字孪生特征，可以在虚拟环境中进行测试验证确保快速进入稳态过程。在过去是一个耗时过程现在变得容易。此外还有变轨协同工作和灵活调整特点使得原有的生产组合更加灵活响应市场需求提高了整体表现尤其是在面市时间缩短和投资回报周期缩短方面提供了巨大的优势。